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doi:10.1006/cres.2002.1025. La biodiversite´ ve´ge´tale des gisements d'aˆge. Jurassique supe´rieur–Cre´tace´ infe´rieur de. Merbah El Asfer (Sud-Tunisien).

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Ammonites du Jurassique inférieur (Hettangien Sinémurien

19 août 2019 Ammonites du Jurassique inférieur (Hettangien Sinémurien

Université de Tunis El Manar

Faculté des Sciences de Tunis

Département de Géologie

MECANISMES GEODYNAMIQUES DES BASSINS

ASSOCIES AUX COULOIRS DE COULISSEMENTS

DE LA MARGE ATLASIQUE DE LA TUNISIE:

SEISMO-STRATIGRAPHIE, SEISMO-TECTONIQUE ET

IMPLICATIONS PETROLIERES

THESE DE DOCTORAT ES-SCIENCES

Par

Mr. MOURAD BEDIR

Soutenue publiquement, le 15 Juin 1995 à la Faculté des Sciences de Tunis devant le Jury :

S.Tlig Professeur Université de Tunis II Président

F.Zargouni Professeur Université de Tunis II Rapporteur M.M.Turki Professeur Université de Tunis II Rapporteur

Examinateur

S.Rhazgallah Professeur Université de Tunis II Examinateur C.Bobier Maître de Conférences Université de Bordeaux I Examinateur M.H.Ben Ismail Maître de Conférences Université de Tunis II Examinateur M.H.Inoubli Maître de Conférences Université de Tunis II Examinateur Laboratoire de Géoressources Institut National de Recherches Scientifiques et et Techniques

Institut National de Recherches Scientifiques

et Techniques

Laboratoire de Géoressources

REMERCIEMENT

Au terme de ce travail, je tiens à remercier les personnes qui ont contribué au parcours que Monsieur le Professeur Saïd Tlig de la Faculté des Sciences de Tunis a été pour moi

démarche du traitement des diverses problématiques posées par la Géologie en générale et de

la Tuni géochimiques des minéralisations avec la géodynamique de bassins et sa forte conviction que

la compréhension des mécanismes géodynamiques était primordiale. Ses idées pertinentes et

résultats encourageants pour la continuité de mes recherches. Auj et motivateur de ce travail. Sa présidence au Jury de cette Thèse me fait un grand honneur. Monsieur le Professeur Zargouni de la faculté des Sciences de Tunis a suivi et encadré t aidé aux moments difficiles en espérant avoir été à la hauteur de sa confiance. recherche depuis le D.E.A dans la zone du Sahel et a guidé mes premiers pas dans le domaine de la recherche et dans la spécialité de la géodynamique de subsurface. Sa motivation, ses

sa littérature essentiellement anglo-saxonne. Malgré son départ prématuré (pour moi !) de la

Tunisie, il a toujours montré un grand intérêt et souci à mes travaux de recherche et suivi leur

évolution lors de mes passages à Bordeaux et à travers notre correspondance malgré ses

nombreuses occupations. Il a corrigé minutieusement toutes les parties de ce Mémoire et à enfin en Tunisie. 3 Je remercie Monsieur le Professeur Mohamed Moncef Turki de la Faculté des Sciences de Tunis qui a eu la rude tâche de rapporter et de corriger ce Mémoire malgré ses nombreuses occupations. Les nombreuses discussions que nous avons eu sur les problèmes

données de surface et pour la dernière mise en forme de ce Mémoire. Sa disponibilité et son

ration finale de la thèse. Sa Madame Rhazgallah, Professeur à la faculté des Sciences de Tunis, a suivi mes

travaux de recherches concernant la stratigraphie et la paléogéographie des séries néogènes

avec

laboratoire ont été toujours très bénéfiques et fructueuses et ont permis en partie

uis très

reconnaissant de sa disponibilité et de son aide malgré ses nombreuses occupations. Son

acceptation de juger ce travail représente pour moi un témoignage de respect et de

Monsieur M.H. Ben Ismail, Maitre de conférences à la Faculté des Sciences de Tunis, pour les analyses de subsurface. La confiance et le resp pour Monsieur M.H. Inoubli, Maitre de conférences à la Faculté des Sciences de Tunis, à

toujours montré un intérêt à ce travail et particulièrement à la partie géophysique. Les

sismiques et des puits pétroliers. Je le remercie pour son aide et sa collaboration et de son acceptation de siéger dans ce Jury. Je me dois de enseignants de Géologie de la Faculté des Sciences de Tunis, en Maitrise et en 3ème e spécialité par la valeur de leur enseignement et la qualité de leur relations. Je remercie vivement Mesdames et Messieurs les Srofesseurs S. Rhazgallah, D. Turki, M. Fekih, A. Jallouli, S. Tlig, F. Zargouni, C. Bobier, A. i, S. Sassi, T.Guellali, et mes amis et collègues K. Ben Ismail, A. Sassi, N. Belhaj. M. Ouakad, A. Mammou, S. Abdeljaouad, N. Laaridhi, A. Zaier, N. Shimi, M.H. Inoubli, M.H. Ben Ismail, Ch Ben Hamza, N. Soussi et F; Chaabani et tous ier. Au laboratoire du groupe de géodynamique et transfert de matières au département de

Géologie à la Faculté des Sciences de Tunis mes amis des générations de chercheurs qui se

succèdent, constituent une famille vraie et laborieuse où les discussions scientifiques et les

motivations pour la géologie tunisienne sont de règle. Leur appui et soutien à toute épreuve

remercier mes frères et amis Rabah, Lassaâd, Fethi, Mostafa, Houcine, Fatima, Hassen,

Abdelaziz, Fouad, Jâafari, Hanane, Samira, Lamia, Jamila, Mohamed, Safia. Je leur dis merci pour leur aide précieuse et leurs encouragements continus. Je suis très reconnaissant à mes collègues et amis chercheurs et de tout le personnel du C 4 mener à bien mes travaux de recherches pendant ces dix dernières années, dans une ambiance

Sahel dep

travailler sur le terrain et au laboratoire de géoressources sur la stratigraphie séquentielle des

- plusieurs missions sur le terrain -Bon, Chédly

et Abdelkarim ont été de vrais collègues et amis. Je remercie tout le personnel du Centre des

Sciences de la Terre pour leur disponibilité, leur gentillesse et leur dévouement, ils ont tous

contribué et participé activement à ce travail et particulièrement Ahmed Ben Saïd, Ammar

Mlayeh et Dalila Kachroudi qui a eu

profonde gratitude. N.R.S.T, tous les encouragements et les motivations ainsi que les moyens

matériels et logistiques procurés par Mesdames et Messieurs les Directeurs N. Ariguib,

L.Bouguerra, M.Annabi et M.Ennabli ont permis de mener à bien les programmes de recherches auxqu N. Oueslati et M. Chahtour

merci en espérant avoir été è la hauteur de leur appui et confiance. Je remercie mes collègues

gie ainsi que tout leur personnel pour leur fraternité et leur disponibilité à mon égard.

Ce travail ne pouvait être réalisé sans la collaboration de certaines institutions

onnaître leur laboratoires de Mesdames et Messieurs S. Rhazgallah, S.Tlig, M.

Belayouni, M.

D. E. A et de thèses en " Bassins sédimentaires pour moi une grande motivation et un suppor

travaux de recherche et la concrétisation des résultats ayant abouti à leur publication et à ce

remercie vivement. obligatoirement une collaboration étroite avec les sociétés pétrolières et

toujours trouvé un appui et une aide considérables de la part des sociétés auxquelles je me

recherche. Je dois remercier particulièrement Messieurs Texier et Sedjil de la société TOTAL,

Messieurs Aissaoui, Ben Yaacoub et

CO.NO.CO, Messieurs Gaaya, Khessibi, Bismuth, Kharbachi, Mekki, Ouahchi, Benzarti, Jarraya, Shimi, Mahjoub et Verdier de la Aquitaine, Monsieur Khéchine de SHELL, Monsieur Hooper de Conquest, Monsieur Van Lennep de Texaco, Messieurs Gaaya et Gossa de la SITEP, Messieurs Chine, Ben Ferjani, Chandoul, des ingénieurs de la division de cartographie dans le cadre du projet de la carte tectonique du bassin phosphaté. A cette occasion, je tiens à remercier en premier lieu à travers Monsieur

Kais Dali ancien

géologues de la C.P.G., Ahmed, Faouzi, Noureddine et Khelil avec lesquels les missions de personnel, Aicha, Haj, Larbi, El Bouni et notre cher regretté à tous El Hammi. pu mener à bien mes travaux, en particulier avec Messieurs Griboulard et mes amis Maria et Hassen ainsi que tout le personnel administratif. Je leur adresse tous ma profonde gratitude. Je remercie vivement Monsieur le Professeur Sou laboratoire de stratigraphie séquentielle et de sédimentolo

Messieurs les Ps

dans les chaînes pyrénéennes et atlasiques. Monsieur le Professeur Trémolières et de Monsieur Vially pour les modélisations -méridional de la Tunisie, qui ont permis Ma grande famille dans laquelle je puise mes sources profondes et qui constitue pour failli à son soutien continue

et à son appui au cours de mes études et la préparation de ma Thèse. A cette occasion, je

remercie tous le membres de ma famille et en particulier mes oncles et tantes, Mahmoud,

Aîcha, Habiba et Khadija Bédir, Slah et Fatma Damergi, Noureddine, Méjid et Néjia Joulak,

mes cousins Mohamed Ali, Khaled et Fatma Bédir, Mohamed, Lassâad et Zeineb Damergi, Faouzi, Férid, Lilia, Salem, Ridha et Abdelaziz Joulak. Je remercie mes Beaux parents Abdelaziz et Néziha pour leur grande gentillesse et et appui continus au cours de ces années. entre 6 prix aussi bien pour eux que pour moi. Je leur promets que je ferais de même pour mes enfants et leur dédit cette

Thèse.

encouragement. Au terme de ce travail, je lui témoigne toute ma reconnaissance et toute ma gratitude pour les sacrifices consentis au cours de mes études. Enfin, je me retourne à ma petite famille pour exprimer à Wafa toute ma reconnaissance et ma profonde gratitude pour avoir supporté mes occupations professionnelles et mon indisponibilité pendant ces années au détriment de beaucoup de son

temps et au profit de ses sacrifices consentis. Mes enfants Mériem et Maroua ont aussi

motivation et un élan renouvelé pour mener à bien ce travail. Je leur dédie ce Mémoire.

ABSTRACT

The geodynamic study of the subsurface Mesozoic and Cenozoic carbonate and

siliciclastic basins associated to the strike slip fault corridors of the Tunisian margin

comprised between the Saharan platform to the south and the Alpine belt to the north, by the seismic stratigraphic and seismic tectonics analyses of seismic reflection lines and petroleum wells data had led to highlight the important role of an ancient deep seated quadratic and triangular tectonic cover mosaic marked by sub-vertical and listric strike slip flower structure fault corridors. These fault corridors are structured in different orders as Master faults and conjugated P and R Riedels. Hence, They bound different orders and types of cover blocks basins where North-South and E-W deep-rooted faults are the more ancient. The continuous interplay of these fault corridors in transtensional and traspressional tectonic movements since the Tethyan rifting to the Alpine/Atlassic orogenies had guided the tectonique formation and the sedimentary evolution of the basins. Geodynamic mechanisms of the tectonic structuring and the sedimentary deposits show a space temporal evolution and a relativity of the basin block movements guided by the interplay of the bordering fault corridors. These movements are characterized by a transtensive-transpressive kinematics inducing the formation of conjugate opening of distensive grabens and platforms and closing of compressive folding of anticlines and synclines. These distensive and compressional movements are accompanied by alcaline basaltic volcanic and intrusive rocks as well as Triassic salt domes along the fault corridors and the rotational migrations and inversions of the basin and platform blocks. Upper Triassic evaporitic sequence deposits constitute a decollement level along the fault corridors inducing different stages of halokinetic movements from Salt Pillows and Salt Anticlines to Domes and Salt Walls. Upper Triassic Halokinetic intrusions began since the Middle Jurassic accompanied by sedimentary basin migrations. The space temporal superpositions of folded syncline basin and anticline platform paleogeographies and tectonic structuring has a lateral and rotational geometries due to the

play of transtensive and transpressive flower faults corridors that progress vertically and

laterally in Riedel branches connected to the Master faults. Mesozoic and Cenozoic sedimentary carbonate and silicislastic system tracts are distributed around the basin and platform blocks in second and third order lowstand progradational, Transgressive retrogradational and Highstand aggradational and progradational sequences. These system tracts are globally correlated to the global sea level change chart with some local differences. These sequences are not corresponding to the lithostratigraphic chart established only by the outcrops that are in general an anomalic zones of folded high platforms. The petroleum basin modelling established in this study for Mesozoic and Cenozoic source rocks maturation, oil expulsion, oil migration and trap structuring timing improve the trapping in the basin-platform transition and borders areas as a new exploration targets in the bordering faults, salt dome flanks, progradational and retrogradational siliciclastic and carbonate system tracts. 8

RESUME

mésozoic et cénozoic de subsurface associés aux couloirs tectoniques de coulissements la marge de la Tunisie ; entre la chaîne alpine au Nord et la plate- forme saharienne au Sud, par les analyses seismo-stratigraphique et seismo- tectonique des profils sismiques et des données des puits pétroliers a conduit à mettre en

évidence le rôle important de la mosaïque tectonique quadratique et triangulaire profonde et

ancienne marquée par les couloirs tectoniques en rameaux de décrochement sub-verticaux et listriques de directions E-W et N-S. Ces couloirs se répartissent selon différents types et

ordres selon des Master faults et des failles conjuguées de type Riedels P et R. Elles

délimitent ainsi des blocs crustaux et de couverture de différents ordres évoluant en types de

bassins où les failles N-S et EW constitueraient les fractures les plus profondes et les plus anciennes. Les perpétuels mouvements tectoniques de transtension et de transpression le long

des failles profondes et bordières des couloirs de transfert réactivés par les mouvements de la

bordure nord de la plaque africaine depuis les ouvertures téthysiennes jusqu'aux compressions alpines et atlasiques guident Les mécanismes géodynamiques de la structuration tectonique et des dépôts montrent une évolution spatio-temporelle et une relativité de mouvements des blocs de bassins guidée

par les jeux des couloirs de failles bordiers. Ces mouvements se caractérisent par une

cinématique de coulissements conjugués de transtension-transpression, induisant la formation

Les séquences supérieures évaporitiques et salifères du Trias déposées le long de

certains couloirs tectoniques, constituent des niveaux de dysharmonie et de décollement

provoquant les structures halocinétiques de type " Salt Pillow », " Salt Anticlines", dômes et

de mur de sel. Cette halocinèse débutent dès le Jurassique, accompagnés des migrations des

aires subsidentes et résistantes.

La superposition spatio-

graben, de plates- migratoire par les entrainements conjugués en transtension et en transpression des rameaux de

décrochements préexistants et néoformés. Ces structures de bassins sont limitées et formées

par les différents ordres de rameaux de coulissements progressant le long de la couverture sédimentaires.

Les cortèges sédimentaires des séries mésozoïques et cénozoïques se caractérisent par

/rétrogradation, le long des manière contrastée les cycles

ème et du 3ème

ordre ne correspondant pas à celui formationnel ou lithostratigraphique des affleurements de surface et même parfois à la charte global séquentielle de subsurface pour le domaine de la marge de la Tunisie.

Les paléogéographies mésozoïques et cénozoïques suivent les mouvements des blocs de

bassins et présentent une répartition selon les découpages hérités et nouvellement crées. Ainsi,

par exemple, les domaines triasiques et jurassiques se caractérisent par grabens et de " Rim Synclines » à prismes de progradations turbiditiques et à accumulations 9

évaporitiques et salifères, et de plates-formes carbonatées réduites à édifices récifaux. Les

domaines paléogéographiques du Jurassique ont été guidés le long de certaines directions par

le début des ascensions halocinétiques du Trias. Au Crétacé inférieur, les mouvements

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